Features of the superposition of ultrasonic vibrations in the welding process

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 2 2022 56 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 4. Распределение колебаний по свариваемой пластине Fig. 4. Distribution of vibrations over the welded plate Узлы колебаний, где амплитуда равна нулю, располагаются на расстоянии длины полуволны со смещением на одну восьмую длины волны x1 = (и/2)i + и/8 (i = 0, 1, 2…), а пучности колебаний с максимальной амплитудой на расстоянии четверти волны от узлов x2 = (и/2)i + + и/8 – и/4. Места расположения сварочного шва и приложения ультразвуковых колебаний должны выбираться в соответствии с расстоянием x2. Таким образом, для проведения экспериментальных исследований торец колебательной системы закреплялся на расстоянии 7/8и, что соответствует 36 мм, а место наложения шва 15/8и, что соответствует 77,5 мм, и находится посередине пластины. В результате аналогичных расчетов для стали Ст3 выбрана длина пластины 130 мм, место закрепления колебательной системы 30 мм, место наложения шва 65 мм. При проведении второй стадии исследований – сварки двух пластин и определении механических свойств соединения использовались такие же размеры. Пластина разрезалась посередине, далее части пластины подваривались по краям таким образом, что между пластинами оставалось расстояние 0,5 мм, разделка кромок не осуществлялась. При такой подготовке образцов передача колебаний ко второй пластине осуществляется через сварочные точки по краям и характер распределения колебаний при этом не изменяется. Время сварки составляло: для АМг4 – 3,5 с, для Ст3 – 16 с. Определение структуры и свойств После проведения наплавки из пластин вырезались образцы для дальнейшего исследования поверхности. Выборка образцов осуществлялась так, что исследуемой поверхностью являлось поперечное сечение, находящееся в середине шва. У полученных образцов исследовались микро- и субмикроструктура. Подготовка образцов для анализа заключалась в заливке их протакрилом, после остывания которого подготавливались шлифы. Микроструктура изучалась на металлографическом микроскопе МЕТАМ РВ-22 (АО «ЛОМО», Санкт-Петербург). После сварки двух пластин у полученных соединений измерялся прогиб, вызванный усадкой металла. Далее соединения, соответствующие по размеру образцам типа XII в соответствии с ГОСТ 6996–66, испытывались на растяжение. Для измерения прогиба использовался контурограф модели 220 (АО «Протон», Зеленоград), предназначенный для измерения геометрических параметров изделий различной формы. Действие прибора основано на принципе ощупывания неровностей измеряемой поверхности щупом с индуктивным датчиком путем перемещения щупа по измеряемой поверхности и последующего преобразования возникающих при этом механических колебаний щупа в цифровой сигнал. Далее необходимые измерения осуществляются в программе обработки профиля поверхности.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1